gia cong truc khyu máy cat dot

Chơng I:Phân tích sản phẩm1>Chức năng làm việc của chi tiết: Trục khuỷu của máy cắt đột là loại chi tiết dạng trục,trong quá trình làm việc chịu tác dụng chủ yếu của mô men xoắnhay nó c

Khoa cơ khí cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

3 Nội dung bản thuyết minh

Lời nói đầu

I Phân tích sản phẩm.

ii.xác định phơng pháp chế tạo phôi

IIi Thiết kế nguyên công

• Thiết kế tiến trình công nghệ

• Thiết kế nguyên công

• Tra lợng d gia công cho các bề mặt

• Tra chế độ cắt cho các bề mặt

III Tính toán, thiết kế đồ gá

• Thiết kế đồ gá cho nguyên công: Phay

• Kết luận

• Tài liệu tham khảo

4 Bản vẽ

01 Bản vẽ chi tiết đã điều chỉnh (khổ A3)

01 bản vẽ chi tiết lồng phôi (khổ A3)

Chơng I:Phân tích sản phẩm

1>Chức năng làm việc của chi tiết:

Trục khuỷu của máy cắt đột là loại chi tiết dạng trục,trong quá trình làm việc chịu tác dụng chủ yếu của mô men xoắn(hay nó có chức năng truyền mô men xoắn) và chịu tác dụng của va đập.Do vậy trong quá trình tính toán thiết kế

chúng ta phải quan tâm đến vấn đề này để đa ra đợc phơng pháp gia công chế tạo trục khuỷu này.Căn cứ vào bản vẽ chi tiết chúng ta thấy độ cứng của các chi tiết tại các cổ trục là rất cao cụ thể là các cổ ∅45,∅55,∅65 đạt HRC=45ữ50 (sau khi đã nhiệt luyện).Trục khuỷu là loại trục lệch tâm nên trong qúa trình máy làm việc thì nó chịu va đập rất lớn và chịu tác dụng của lực văng li tâm

2>Yêu cầu kỹ thuật:

Căn cứ vào bản vẽ chi tiết chúng ta thấy yêu cầu kỹ thuật của chi tiết tơng đối cao.Cụ thể tại các bề mặt trục ∅45 cấp độ nhám đạt cấp 7 còn cấp chính xác đạt câp 7.Bề mặt trục ∅55 cấp độ nhám đạt cấp 7 còn cấp chính xác đạt cấp 6.Bề mặt trục ∅65 cấp độ nhám đạt cấp 8 còn cấp độ chính xác đạt cấp 6.Do vậy căn

cứ vào yêu cầu kỹ thuật chúng ta có thể đa ra đợc phơng pháp để gia công các bề mặt trục nh sau:Ban đầu ta dùng tiện thô để tiện các bề mặt trục sau đó dùng tiện tinh để tiện tiếp.Khi đó chi tiết có thể đạt cấp chính xác là cấp 7.Tuy nhiên các

cổ trục phải đạt độ cứng là HRC=45ữ50 do đó chúng ta phải nhiệt luyện để các

cổ trục này đạt độ cứng nh yêu cầu.Ngựơc lại,sau khi qua nhiệt luyện cấp độ nhám sẽ bị giảm đi một cấp.Do vậy,sau khi nhiệt luyện ta dùng phơng pháp gia công tiếp theo là mài để cho chúng đạt đúng nh yêu cầu kỹ thuật đặt ra.Đó là cấp

7 và cấp 8 thì phơng pháp mài có thể đạt đợc.Ngoài ra các bề mặt phẳng và mặt vát của phần đai ốc ở giữa trục thì yêu cầu kỹ thuật không cần cao cấp độ nhám

đạt cấp 5 nên ta có thể dùng phơng pháp gia công là phay để gia công các bề mặt này

Độ đồng tâm giữa các bề mặt trục tơng đối cao đạt 0,01 độ song song giữa hai

đờng tâm của hai phần của khuỷu là 0,01.Từ đó chúng ta thấy để gia công đợc các phần trục này để đạt độ đồng tâm nh yêu cầu thì ta phải chọn mặt chuẩn để gia công một cách hợp lí.Cụ thể là ta chọn hai bề mặt côn của hai lỗ tâm làm chuẩn để gia công các bề mặt trục.Còn để đảm bảo độ đồng tâm giữa hai trục thì

ta dùng bề mặt của trục đã gia công làm chuẩn để gia công bề mặt của trục còn lại

3>Phân tích tính công nghệ trong kết cấu:

Trục khuỷu của máy cắt đột thuộc loại trục lệch tâm.Loại trục này có bề mặt cơ bản cần gia công là dạng tròn xoay.Độ nhám,độ chính xác độ đồng tâm,độ song song của trục tơng đối cao nh chúng ta đã phân tích ở phần yêu cầu kỹ thuật.Để đảm bảo độ đồng tâm ta dùng chuẩn tinh thống nhất.Ngoài ra,tính độ cứng vững của các phần trục là cũng rất cao cụ thể L/d<5 đối với từng phần trục Căn cứ vào hình dạng của chi tiết nh vậy ta phải chọn phôi có hình dáng trụ dài.Do vậy việc tạo phôi có thể có hai phơng pháp đó là đúc và rèn khuôn

Trục khuỷu của máy cắt đột đợc chế tạo bằng thép 40Cr.Thành phần nh sau:

5>Tiến trình nguyên công:

Nguyên công 1:Khoả mặt đầu,khoan lỗ tâm

Nguyên công 2:Tiện thô các bề mặt trụ và tiện rãnh

Nguyên công 3:Tiện tinh các bề mặt trụ,vát mép

Nguyên công 4:Khoả mặt đầu,khoan lỗ tâm

Nguyên công 5:Tiện thô các bề mặt trụ,tiện rãnh

Nguyên công 6:Tiện tinh các bề mặt trụ,vát mép

Nguyên công 7:Phay các mặt phẳng và mặt vát đai ốc

Nguyên công 8:Phay rãnh then

Nguyên công 9:Nhiệt luyện

Nguyên công 10:Mài thô,mài tinh phần trụ và phần mặt phẳng bên đai ốc

Chơng II:Xác định phơng pháp chế tạo phôi

Trong chong này chúng ta sẽ phân tích chi tiết và các phơng pháp gia công để quyết định phơng pháp chế tạo phôi

Căn cứ vào hình dạng của chi tiết là trục khuỷu của máy cắt đột ta chỉ có hai

ph-ơng pháp gia công là rèn(rèn tự do hoặc rèn khuôn) hoặc đúc

*Đối với phơng pháp đúc:

Thờng đúc các trục bằng hợp kim hoặc gang cầu.Phơng pháp đúc có u điểm là tạo ra phôi có hình dáng giống chi tiết trọng lợng phôi và lợng d gia công nhỏ,có thể đúc đợc các chi tiết phức tạp đạt độ bền cao.Tuy nhiên phơng pháp đúc còn rất nhiều nhợc điểm đó là:

+Thành phần kim loại đúc khó đồng đều với thép kết tinh không đều,tinh thể phía trong thô hơn tinh thể phía ngoài nên ảnh hởng tới sức bền

+Ngoài ra,thép 40Cr tính đúc kém,độ chảy loãng kém,cơ tính vật đúc xấu.Do vậy dễ xảy ra khuyết tật(rỗ ngót,rỗ khí,rạn nứt…)

Qua phân tích trên ta chọn phơng án rèn khuôn để chế tạo phôi.

Chơng III:Thiết kế nguyên công

Trong chơng này chúng ta sẽ đi theo các bớc sau:

1.Thứ tự nguyên công

2.Sơ đồ các nguyên công

3.Tra lợng d cho các nguyên công

4.Tra chế độ cắt cho các nguyên công

3.1-Thứ tự các nguyên công:

Nguyên công 1:Khoả mặt đầu,khoan lỗ tâm

Nguyên công 2:Tiện thô các bề mặt trụ và tiện rãnh

Nguyên công 3:Tiện tinh các bề mặt trụ,vát mép

Nguyên công 4:Khoả mặt đầu,khoan lỗ tâm

Nguyên công 5:Tiện thô các bề mặt trụ,tiện rãnh

Nguyên công 6:Tiện tinh các bề mặt trụ,vát mép

Nguyên công 7:Phay các mặt phẳng và mặt vát đai ốc

Nguyên công 8:Phay rãnh then

Nguyên công 9:Nhiệt luyện

Nguyên công 10:Mài thô,mài tinh phần trụ và phần mặt phẳng bên đai ốc3.2-Sơ đồ các nguyên công:

1>Nguyên công 1:Phay mặt đầu và khoan tâm

-Chọn chuẩn thô:Bề mặt trụ và bề mặt ghờ trục

-Gá:Hai khối V ngắn và ghờ chữ V

-Chọn máy:Tra bảng 25 sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy phay và khoan tâm bán tự động kí hiệu MP-76M có các thông số chính sau:

+Đờng kính chi tiết gia công:25ữ80{mm}

+Chiều dài chi tiết gia công:500ữ1000{mm}

+Giới hạn vòng quay của dao:1255{v/p}

+Công suất của động cơ phay-khoan:5,5{kω}

-Chọn máy:Máy tiện 1K62 với các thông số nh sau:

+Đờng kính lớn nhất của chi tiết đợc gia công trên máy:400[mm]

+Khoảng cách hai đầu tâm:700ữ1000 [mm]

Dao tiện rãnh gắn hợp kim cứng có kích thớc:aìl=4ì16 [mm]

Các bớc trong nguyên công:

-Tiện thô trục đạt ∅67 [mm] dài 45 [mm]

-Tiện thô trục đạt ∅56,1 [mm ] dài 90 [mm]

-Tiện thô trục đạt ∅46,4 [mm] dài 45 [mm]

-Tiện rãnh:∅54,4 [mm] rộng b=4 [mm]

- Chọn máy:Máy tiện T616 có các thông số cơ bản sau:

+Đờng kính gia công lớn nhất của chi tiết gia công trên thân máy:320 [mm]

+Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi tâm:750 [mm]

-Dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính là 90o phải và trái gắn hợp kim cứng có kích thớc cơ bản là:hìbìL=20ì12ì120 [mm]

n=5,l=16,R=1,0 [mm]

-Các bớc gia công:

+Tiện tinh trục đạt ∅65,8 [mm] dài 45 [mm]

+Tiện tinh trục đạt ∅55,5 [mm] dài 90 [mm]

+Tiện tinh trục đạt ∅45,4 [mm] dài 45 [mm]

+Tiện bo tròn các đầu trục và gờ trục R=3 [mm]

4>Khoả mặt đầu,khoan tâm:

-Chuẩn thô:Bề mặt trục đã đợc gia công ở nguyên công 2,3

- Chọn máy:tra bảng 25 ta chọn máy phay và khoan tâm bán tự động kí hiệu MP-76M có các thông số sau:

+Đờng kính chi tiết gia công :25ữ80 [mm]

+Chiều dài chi tiết gia công :500ữ1000 [mm]

+Giới hạn số vòng quay của dao:1255 [v/p]

+Công suất của động cơ phay-khoan:5,5 [kW]

-Chọn dụng cụ:

+ Theo bảng 4-92 sổ tay CNCTM tập I chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió với các thông số cơ bản của dao nh sau: D=80 [mm] , d=32 [mm]

L=45 [mm] ,z=16 [răng] +Dụng cụ khoan lỗ tâm:Tra bảng trang 234 sổ tay CNCTM tập I chọn mũi khoan tâm kiểu II có các thông số cơ bản sau: Do=6 [mm] , L=60 [mm]

d=2 [mm] , l=3 [mm]-Các bớc trong nguyên công:

+Phay mặt đầu

+Khoan tâm

5>Nguyên công 5:Tiện thô bề mặt trụ và tiện rãnh

-Chọn máy:Máy tiện 1K62 với các thông số nh sau:

+Đờng kính lớn nhất của chi tiết đợc gia công trên máy:400[mm]

+Khoảng cách hai đầu tâm:700ữ1000 [mm]

-Chọn chuẩn tinh:Bề mặt côn của lỗ tâm và bề mặt của trục đã gia công

Gá: trên lỗ tâm và khối chữ V

-Chọn máy:Máy tiện 1K62 với các thông số nh sau:

+Đờng kính lớn nhất của chi tiết đợc gia công trên máy:400[mm]

+Khoảng cách hai đầu tâm:700ữ1000 [mm]

Dao tiện rãnh gắn hợp kim cứng có kích thớc:aìl=4ì16 [mm]

Các bớc trong nguyên công:

-Tiện tinh trục đạt ∅45,4 [mm] dài 120 [mm]

-Vát mép đầu trục:3ì45o

7>Nguyên công 7:Phay mặt phẳng và mặt vát của đai ốc

-Chuẩn :Các mặt trụ của các trục

-Gá :Hai khối V ngắn với gờ chữ V và một chốt tì

-Máy:Theo sổ tay CNCTM ta chọn máy cho phay rãnh then là máy 6H12 với các thông số sau:

+Số cấp tốc độ chính: 18

+Công suất động cơ chính: 7 KW

+Công suất động cơ chạy dao:1,7 KW

+Kích thớc làm việc của bàn máy:320ì1250 [mm]

+Số cấp bớc tiến của bàn máy: 18

9>Nguyên công 9: Nhiệt luyện

10>Nguyên công 10:Mài mặt trụ

+Đờng kính mài lớn nhất : 80 mm

+Kích thớc lớn nhất của đá mài:

Đờng kính ngoài : 600 mm

Chiều cao : 63 mm

+Tốc độ quay của trục đá mài: 1112 (v/p)

+Khối lợng: 7600 kg

3.3>Tra lợng d cho các nguyên công:

Căn cứ vào phơng pháp chế tạo phôi tra lợng d theo sổ tay CNCTM cho các nguyên công nh sau:

Nguyên

công Bớc Nội dung Lợng d (mm) Ghi chú

2 Khoan lỗ tâm

II 1 Tiện thô trục ∅67 dài 45 1,5

2 Tiện thô trục ∅56,1 dài 90 0,9

3 Tiện thô trục ∅46,4 dài 45 0,6

4 Tiện rãnh ∅54,4 rộng b=4 1,7

5 Tiện rãnh ∅44,5 rộng b=4 1,9III 1 Tiện tinh trục ∅65,8 dài 45 1,2

2 Tiện tinh trục ∅55,5 dài 90 0,6

3 Tiện tinh trục ∅45,4 dài 45 1,0

X 1 Mài thô trục ỉ65,4 dài 45 0,4

2 Mài thô trục ỉ55,2 dài 90 0,3

3 Mài thô trục ỉ45,1 dài 45 0,3

4 Mài tinh trục ỉ65 dài 45 0,4

5 Mài tinh trục ỉ55 dài 45 0,2

6 Mài tinh trục ỉ45 dài 45 0,13.4>Tra chế độ cắt cho các nguyên công:

Quá trình trra chế độ cắt đợc tiến hanh nh sau:

+Đầu tiên ta tiến hành chọn chế độ cắt phù hợp với các yêu cầu về độ nhám bề mặt,yêu cầu về năng suất…

+Tra lợng chạy dao

+Tra tốc độ cắt:Khi tra chế độ cất đã tính đến hệ số hiệu chỉnh ta tính số vòng quay tính toán,sau đó chọn số vòng quay theo máy.

+Từ các yếu tố trên tra công suất cần thiết cho chế độ cắt đã cho

+So sánh công suất cất cần thiết với công suất của máy nếu thấy nhỏ hơn thì thoả mãn,còn không thì chọn lại

+tính thời gian máy

Theo trình tự nh vậy ta tra chế độ cắt cho từng nguyên công và đợc kết quả tính toán theo bảng sau:

a.Tra chế độ cắt cho nguyên công I:

b.Tra chế độ cắt cho nguyên công II:

c.Tra chế độ cắt cho nguyên công III:

d.Tra chế độ cắt cho nguyên công IV:

đ.Tra chế độ cắt cho nguyên công V:

e.Tra chế độ cắt cho nguyên công VI:

f.Tra chế độ cắt cho nguyên công VII:

g.Tra chế độ cắt cho nguyên công IIIV:

h.Tra chế độ cắt cho nguyên công IX

Chơng IV :Tính toán và thiết kế đồ gá

Trong nội dung này chúng ta sẽ thiết kế đồ gá cho nguyên công phay rãnh then.Nội dung bao gồm:Thiết kế đồ gá,nguyên lí làm việc của đồ gá.Đồ gá phay

đợc dùng trên máy phay để xác định vị trí tơng đối giữa phôi và dao phay,đồng thời để kẹp chặt chi tiết để phay rãnh then

+Công suất động cơ chạy dao:1,7 KW

+Kích thớc làm việc của bàn máy:320ì1250 [mm]

+Số cấp bớc tiến của bàn máy: 18

+Hiệu suất: 0,75

4.1.2-Phơng pháp định vị và kẹp chặt:

-Định vị chi tiết lên đồ gá nhờ hai khối chữ V ngắn hạn chế bốn bậc tự do.Khối

V ngắn ở đầu trục chữ V tì vào gờ trục bậc định vị bậc tự do tịnh tiến.Sử dụng thêm chốt côn để định vị chống xoay tại một điểm của trục phần phía dới đối diện với rãnh then

-Bây giờ ta phải tính phản lực N1 tại bề mặt định vị của khối V.

Sơ đồ phản lực tại gối tựa đợc thể hiên nh sau:

Lực cắt tiếp tuyến đợc xác định theo công thức:

Rz= p x q w y u

n D

B S t C

.

.

.z.K Trong đó:

S

. ) B-Bề rộng phay,B=4 [mm]

D-Đờng kính dao phay,D=6 [mm]

n-Số vòng quay của dao,n=1500 [v/p]

, 0

75 , 0 85

, 0

1500 4

4 012 , 0 3 125

− 5.1=216,9 (N)Các thành phần lực khác đợc lấy nh sau:

-Lực hớng kính Py=0,4.Rz ,Rz= 86,76 (N)

-Lực chạy dao Ps= 0,4.Rz ,Rz=86,76 (N)

-Lực vuông góc với lực chạy dao Pv=0,9.Rz=0,9.216,9=195,21 (N) Để chi tiết định vị chắc chắn trong quá trình gia công thì lực ma sát tại các bề mặt tiếp xúc(gồm các bề mặt chữ V và tạu vị trí kẹp chặt) phải lớn hơn lực cắt dọc trục tạo ra khi phay

Để đơn giản khi tính lực kẹp cho rằng chỉ có lực Ps tác dụng lên chi tiết

Trong trờng hợp này cơ cấu kẹp chặt phải tạo ra lực ma sát lớn hơn lực Ps.Do

đó,ta phải có:

2N1.f+2(N’

1+N’

2)fK.Ps Trong đó ,f là hệ số ma sát,theo bảng 34 trang 86 sổ tayCNCTM ta có f=0,1

K là hệ số an toàn;K=Ko K6.

Ko-Hệ số an toàn tính cho tất cả các trờng hợp,Ko=1,5

K1-Hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi,gia công thô lấy

K1=1,2

K -Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn,chọn K =1,4

K4-Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt,kẹp chặt bằng tay lấy K4=1,3

K5-Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay,để thuận lợi chọn

+ =1060 , 14 (N) Vậy ta có N11060,14

105

210 14 , 1060

= (N)4.1.4-Tính kích thớc bu lông kẹp:

Theo công thức trang 510 sổ tay CNCTM

+C-Hệ số,C=1,4 đối với ren hệ mét cơ bản

+σ -ứng suất kéo,σ = 9 KG/mm2 đối với bu lông bằng thép 45

+-Lực kẹp cần thiết

Thay số váo công thức trên ta có:

d 6 , 86

8 , 9 9

29 , 2120 4 ,

Để tăng độ cứng vững và phù hợp với kết cấ của đồ gá ta chọn d=8 [mm]

4.1.5-Tính sai số cho phép của đồ gá:

Dựa theo phơng pháp tính sai số cho phép của đồ gá trong sổ tay CNCTM ta có:

[ ] [ ] 2 [ 2 2 2 2]

dc m k c gd

N-Số chi tiết đợc gia công trên đồ gá,ta chọn N=1000 chi tiết.

Vậy ta có εm=0,5 1000=15,8[ ]àm

εdc-Sai số điều chỉnh,εdc=7[ ]àm

Cuối cùng ta đợc [ ]εct = 46,72 −02 −02 −15,8 −72 =43( )àm =0,043(mm)4.2-Nguyên lí làm việc của đồ gá:

Đồ gá rhực hiện nguyên công phay rãnh then đợc thiết kế làm việc theo nguyên lí sau:

+Mở các thanh kẹp và đặt chi tiết lên hai khối V

+Kẹp chặt bằng các đai ốc với lực kẹp nh đã tính toán

+Đa kết cấu lên bàn máy khi chi tiết đã ở vị trí cần gia công cố định bằng các

bu lông

+Khi gia công xong nguyên công của một chi tiết tháo đai ốc,mở thanh kẹp

và tiếp tục đa chi tiết kế tiếp vào gia công

Kết luận

Đồ án công nghệ chế tạo máy là một trong những viẹc cơ bản của học viên HVKTQS trong quá trình đào tạo kỹ s Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của ngời kỹ s cơ khí, đồng thời đồ án đã tôi củng cố thêm các kiến thức đã đợc học

Về cơ bản đồ án đã hoàn thành đúng tiến độ đợc giao

Qua đồ án tôi rút ra một điều là tính công nghệ của sản phẩm là tính chát của mô hình nhà thiết kế đa ra có cấu tạo sao cho khả năng công nghệ của đất n-

ớc có thể chế tạo đợc trong thực tế và phải hạn chế đến mức thấp nhất giá thành sản phẩm

Do đó khi thiết kế đồ án này ý định của bản thân tôi không nằm ngoài mục đích trên

Do thời gian và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sot rất mong thầy giáo và các bạn trong lớp góp ý cho tôi ngày càng hoàn thiện hơn Và cuối cùng tôi xin cám ơn thầy giáo Nguyễn Văn Hoài, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hớng dẫn cho tôi hoàn thành đồ án này

Ngày 9 tháng 07 năm 2003

Tạ Bá Dũng